基于地震动参数的城市建筑物震害模拟——以兰州市城关区为例

首先利用最短断层法烈度衰减模型分别模拟两次地震的地震动参数空间分布,并通过与实际地震的极震区对比,验证该模型模拟地震烈度的可靠性.然后,基于模拟的地震烈度空间分布和建筑物的结构类型、层高等信息,采用结构弹塑性时程分析方法对兰州市城关区建筑物进行三维震害模拟.研究结果表明:最短断层法是一个模拟历史地震烈度空间分布较好的模...     

2020年云南巧家5.0级地震烈度评定及房屋震害特征

2020年5月18日巧家县发生5.0级地震,结合震区背景信息和现场调查,详细阐述此次地震烈度分布和房屋震害特征,并计算各类结构房屋的震害指数和破坏比。调查发现,本次地震的最高烈度为Ⅵ度,长轴呈NW向,与灾区地震地质构造背景、仪器烈度分布具有较好的一致性。对比分析本次地震与昭通地区、云南其他地区近年来大小相近的历史地震Ⅵ度区震害指数,结果表明,本次地震房屋震害指数相较于昭通其他地区明显偏低,但比云南其他地区偏高。分析认为,近年来巧家县各项房屋改造工程切实提高了当地房屋抗震水平,但仍需加强房屋改造建设,尤其是加快推进老旧房屋拆除及新房建设工作,进一步提升房屋抗震能力。     

ANALYSIS ON DISASTER CHARACTERISTICS OF THE MS5.4 CANGWU,GUANGXI EARTHQUAKE,JULY, 31th, 2016

On July 31^th, 2016, a moderately strong earthquake of M_S5.4 hit the Cangwu County in Guangxi Zhuang Autonomous Region. The focal depth of this earthquake is about 10 kilometers. This earthquake occurred in the junction area of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Hunan Province and Guangdong Province. Nanning, Guangzhou, Shenzhen and other cities felt this earthquake. The Cangwu County disaster area is unique in terms of geographical position, tectonic geology, landform, economic development situation, population distribution and climate condition, etc. Based on the investigation to the earthquake hit area, and the analysis of its special natural environment, social economical conditions and humanities, seven general disaster characteristics of the Cangwu M_S5.4 earthquake are summarized from the point of view of earthquake disaster emergency rescue and reconstruction. namely, the low population density in the disaster area, the single building structure type and the low-level economic development, the short duration of ground motion, the small number and low magnitude of aftershocks, no large landslide, debris flow and other secondary geological disasters caused by this earthquake, the area is prone to typhoon and other climate disasters which are likely to aggravate earthquake disaster, and the earthquake occurred in an area of weak seismicity in South China. This paper introduces the basic situation of the M_S5.4 Cangwu earthquake and analyzes the seven disaster characteristics of this earthquake. In order to better respond to moderate-strong earthquake in weak seismicity regions of South China, this paper summarizes some experience and revelations about the earthquake in the M_S5.4 Cangwu earthquake emergency response process, and puts forward some corresponding countermeasures of earthquake disaster reduction in weak seismicity regions in southern China. In the future work, we should pay more attention to pre-disaster prevention, and strengthen earthquake-monitoring capability. In order to reduce the casualties caused by collapse of houses, we should improve the seismic fortification standards of houses, carry out relevant researches on earthquake damage prevention measures of karst areas. And in order to carry out comprehensive disaster reduction, we should strengthen cooperation with the meteorological department, and carry out more comprehensive earthquake emergency drills.     

2013年四川芦山7.0级地震烈度遥感评估

2013年4月20日四川芦山MS7.0级地震发生后,在灾区应急获取了多种高分辨率航空和无人机遥感影像,并快速解译提取了灾区建筑物震害信息.采用地震烈度遥感定量评估方法,利用2008年汶川8.0级地震等震后震害遥感解译和现场调查研究确定的经验震害遥感定量评估模型,获得了芦山地震灾区126个主要居民点的地震烈度遥感评估结果,并据此圈画了地震烈度分布遥感评估图.结果显示,本次地震Ⅸ度区面积约150km2,Ⅷ度区面积约900km2.该结果在第一时间(4月21日晚)提供给了中国地震局地震现场应急指挥部.对比分析显示,地震烈度遥感快速评估结果与中国地震局4月25日公布的地震烈度图,以及与笔者在现场实地进行的建筑物震害详细调查结果基础上评定的地震烈度具有较高的一致性.表明强烈地震发生后,借助于快速获取的灾区高分辨率遥感影像,可以快速估计地震烈度分布,对地震灾区灾情估计和抗震救灾工作具有十分重要的参考意义.     

2017年九寨沟7.0级地震灾害特点浅析

2017年8月8日21时19分,四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县发生7.0级地震,本文就各烈度区特征、宏观震害、建筑物震害、地质灾害和生命线震害等进行了分析,初步得出本次地震的一些震害特点。本次地震震级大,震源深,有感范围广,极震区烈度达Ⅸ度,余震频发,余震最大震级4.8级。灾区属于高山峡谷区,地震引发的次生地质灾害较为严重,是导致人员伤亡的主要原因。震中位于2008年汶川8.0级地震时的重灾区,建筑物基本经过重建,抗震性能较好;九寨沟城镇和景区内大部分房屋采用钢筋混凝土结构,由于地区和民族习惯,农村民居基本为抗震性能较好的穿斗木构架房屋,灾区建筑物受损多而倒塌少,避免了重大人员伤亡,死亡人数低于该区域历史上7级以上地震。这次地震经验表明,严格按照国家抗震设计规范、满足抗震设防要求并且保证施工质量的建筑物,具有抗御设防烈度地震的作用,不会发生严重破坏和整体垮塌,也就不会造成大量的人员伤亡。     

SOURCE PARAMETERS OF THE CANGWU MS5.4 EARTHQUAKE, 31 JULY, 2016

On July 31^st, 2016, an earthquake of M_S5.4 occurred in Cangwu County, Guangxi Zhuang Autonomous Region, which is the first M_S ≥ 5.0 earthquake in coastal areas of southern China in the past 17a. The moderate earthquake activities have come into a comparatively quiet period in coastal areas of southern China for decades, so the study about the Cangwu M_S5.4 earthquake is very important. However, differernt research institutions and scholars have got different results for the focal depth of the Cangwu M_S5.4 earthquake. For this reason, we further measured the focal depth by using CAP method and sPL phase method. sPL phase was first put forward by Chong in 2010. It is often observed between P and S wave of continental earthquakes with epicentral distance of about 30km to 50km. The energy of sPL phase is mainly concentrated on the radial component. Arrival time difference between sPL phase and direct P wave is insensitive to epicentral distancs, but increases almost linearly with the increase of focal depth. Based on these characteristics and advantages, sPL phase method is chosen to measure the focal depth of Cangwu M_S5.4 earthquake in the paper. First of all, we selected the broadband waveform data through seismic stations distributed mainly in Guangxi and adjacent provinces from Data Management Centre of China National Seismic Network and Guangxi Earthquake Networks Center. And an appropriate velocity model of Cangwu area was constructed by the teleseismic receiver function method. Then, the focal mechanism and focal depth of Cangwu M_S5.4 earthquake were determined by using the CAP(Cut and Paste)method. Next, we compared the synthetic waveforms simulated by F-K forward method of different focal depth models with the actual observed waveforms. According to the difference of arrival times between sPL and Pg phases, we finally obtained the focal depth of Cangwu earthquake. The results show that the focal depth is 11km measured by CAP method and 9km by sPL phase method. Based on the focal mechanism solution, isoseismal shapes, aftershocks distributions and investigation on spot, we conclude that the Cangwu M_S5.4 earthquake is a left-lateral strike-slip earthquake which occurred in the upper crust. Our preliminary analysis considers that the seismogenic structure of Cangwu earthquake is a north-northwest branch fault, and the control fault of this earthquake is the Hejie-Xiaying Fault.     

基于Levenberg-Marquardt法的中国大陆地区地震烈度分布快速评估的偏差特性分析

地震灾害发生后,可根据地震烈度衰减关系,利用地震灾害快速评估系统初步评估烈度分布范围。为评定烈度分布结果的偏差特性,利用中国西部地区488个震例和中国东部地区182个震例的等震线数据,使用Levenberg-Marquardt非线性迭代算法进行回归,计算我国大陆分区域烈度衰减关系,并对中国大陆1990—2007年23次6.0级以上地震以及2008—2019年88次5.0级以上地震进行烈度评估。结果发现,应用本研究所得烈度衰减关系进行烈度评估,不同烈度区分布面积与实际震害面积存在一定偏差,体现在:①高烈度区:实际震害面积往往比模型面积偏大;②低烈度区:实际震害面积往往比模型面积偏小。据此提出,应用该烈度衰减关系估计震害面积时,应根据烈度大小适当放大或缩写模型面积,具体缩放度如下:8度区模型面积放大约1.5—2.0倍,7度区模型面积缩小约1.5—1.6倍,6度区模型面积缩小约1.8—2.0 倍。     

山东乳山地区震群特征及发震背景再研究

2013年10月1日在山东省威海市乳山市发生M3.2级地震,之后发生了一系列震群活动。截至2016年5月,山东台网已经记录到了1万多次余震,其中3级以上地震9次,4级以上地震3次。频繁的地震构造活动引起了乳山市及周边地区强烈震感。为研究乳山震群的发震机理,本文利用山东台网数字化地震波资料和新建的乳山台阵资料,通过双差精定位方法重新确定了震中位置。研究结果表明:余震序列呈现出NW向的条带分布;采用CAP方法（Cut and Paste）反演震群中9次3级以上地震的震源机制解,结果显示几次较大地震的震源深度平均约为5km,与台网编目定位的结果基本相同。从得到的精定位结果并结合震源机制解的结果来看,震群的走向是NW向,倾角是NE向,与最近的乳山断裂有一定距离。由此推断该区域可能是乳山断裂的分支,或者有一条或多条隐伏断裂。     

震后近断层震动图的快速产出研究—以2022年1月8日青海门源地震为例

震后近断层震动图的快速产出对于政府相关部门快速确定地震影响区、评估震害及其导致的经济损失和人员伤亡、科学决策应急救援方案和措施以减轻人员伤亡和财产损失具有重要意义。以2022年门源地震为例,利用滑动分布、应力降均不同的两个震源模型（即,王卫民等反演的震源模型和本研究生成的随机滑动震源模型）以及相同的路径、场地模型和其它输入参数,使用动力学拐角频率的随机有限断层方法和本研究建立的峰值地面速度（PGV）、水平向最大谱烈度（SI）和中国仪器地震烈度（I_I）的经验模型研究了快速产出近断层震动图（包括峰值地面加速度图、PGV图、SI图、I_I图和中国地震烈度图）的实效性。结果表明:（1）上述方法和经验模型可用于震后震动图的快速产出,其实效性主要取决于震源、路径和场地模型的可靠性;（2）基于上述两种震源模型产出的地震烈度图与中国地震局发布的该次地震的烈度图在总体上具有高度一致性,均可用于确定地震影响区,但基于反演震源模型产出的地震烈度图可以给出极震区,而基于随机滑动震源模型产出的地震烈度图则需要根据其最大等震线和发震断层的位置大致估计极震区的位置。     

西北地区中强震前固体潮调制比时空特征分析

基于1900—2015年中国大陆地区浅源地震阴历目录,依据地震活跃特征确定固体潮调制阴历日期和调制比阈值,并利用固体潮调制比时空扫描方法回顾性地研究近年来西北地区发生的3次中强地震,即2013年甘肃岷县漳县M_S6.6、2015年内蒙古阿拉善M_S5.8和2016年青海门源M_S6.4地震前, 区域小震的固体潮调制比时空演化过程.研究结果显示:岷县漳县M_S6.6和阿拉善M_S5.8地震前震中区域出现固体潮调制比异常,门源M_S6.4地震前震中附近的固体潮调制比异常演化时间较长; 西北地区3次中强震均发生在固体潮调制比时空扫描的高值异常集中地区及周围区域,扫描时间窗长度和固体潮调制比异常区域的大小可能与中强震的强度有一定的相关性.      

MEMS地震烈度仪在结构地震反应观测中的应用

工程结构地震反应观测台阵获取常时和震时结构反应记录,是工程结构健康诊断和震害评估的重要技术手段之一。2019年,云南大理建设了一个由8个地震烈度仪测点组成的结构地震反应观测台阵,每台烈度仪内置一个3分向微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)加速度计。通过标准振动台检测,确定台阵配备的烈度仪的幅频响应特性曲线和线性度误差符合相关行业标准的要求。该台阵于2021年5月获得了大理漾濞地震序列的多次结构地震反应记录,本文选取其中3次M_S3.0～M_S3.2级地震,分析了观测记录的加速度时程、傅里叶幅值谱和信噪比等数据,由结果可知：该台阵可较好地记录幅值≥0.5 cm/s²、频带1.0～39.0Hz的振动信号,对于近场小震具有一定的监测能力。     

2014年云南盈江两次中强震发生前后震源区P波速度变化

基于云南地震台网的地震记录,利用基于双差层析成像的时移层析成像方法,开展了2014年5月24日盈江M_S5.6和5月30日M_S6.1地震前后震源区地下P波速度变化的时空特征研究。结果表明:在盈江M_S5.6地震后,震源区的P波速度轻微下降,在M_S6.1地震后,相对于M_S5.6地震,P波速度继续下降,并下降至最低,下降幅度约为1%,说明P波速度下降的幅度可能与主震的震级大小相关。另外,本研究还观测到P波速度下降与余震分布的时空变化相关,可能是由于余震的动态和静态应力变化造成震源区介质物理性质发生改变,从而导致地震波速度的变化。在两次地震发生后约五年内,震源区P波速度值上升,上升幅度小于震后总下降幅度,但这并不能表明震源区还处于愈合过程中。      

2016年12月8日新疆呼图壁MS6.2地震烈度分布初探

根据182个烈度调查点的结果,结合余震序列分布、震源机制解和地震构造分析,编制呼图壁M_S 6.2地震烈度图。极震区烈度为Ⅷ度,等震线长轴走向为EW向,发震构造为清水河子断裂。     

汶川8级强震极震区破坏情况与烈度

展现了汶川8级强震现场考察的极震区破坏情况,以及依据《中国地震烈度表》判断所达到的地震烈度,简要讨论了发震断层的类型和地震破坏特点     

2011年9月10日瑞昌—阳新4.6级地震的震源破裂特征与区域强震危险性

基于区域数字地震台网记录,采用HYPODD方法精确定位了2011年9月10日瑞昌—阳新地震序列的震源位置,采用CAP方法反演得到了4.6级主震的震源深度和震源机制解,并结合区域深度震相sPg、PmP和sPmP对主震震源深度进行了进一步确定,随后探讨了这次地震的震源破裂特征和所在区域的强震危险性.结果显示:瑞昌—阳新4.6级地震的震源深度为15±2 km,震源机制解为节面Ⅰ走向30°,倾角86°,滑动角-169°,节面Ⅱ走向299°,倾角79°,滑动角-4°,发震构造为郯城—庐江断裂带往震区延伸隐伏的瑞昌—武穴断裂;本次地震发生在长江中下游断块东部,所在区域的5.5级以上地震具有明显的成组活动特征,近期显著地震集中发生在郯城—庐江断裂带南段及其分支断裂上,地震能量有加速释放的趋势,未来十年左右该区域存在发生6级左右强震的可能性.     

沉积盆地台网稀疏地区中等强度浅源地震起始深度测定——以2013年前郭MS 5.8和2016年Fairview MW5.1地震序列为例

沉积盆地中的中等强度浅源地震起始深度不仅是地震成灾研究的重要参数,还是深地下工程开采诱发地震成因研究的关键信息.然而在台网稀疏、沉积层结构复杂的盆地地区,仅利用直达波到时,常常难以获得较为准确的地震起始深度.基于参考事件的Pn/Pg相对定位方法加入Pn震相,可以有效提高震源深度的测定精度.本文针对松辽盆地中2013年前郭M_S5.8地震序列以及Oklahoma州2016年Fairview M_W5.1地震序列,利用Pn/Pg方法测定了两个地震序列中较大地震的起始破裂深度.结果显示:在2013年前郭地震序列中,两个较大地震起始深度和质心深度均在3~5 km左右,震源机制中含有较大的非双力偶源成分.而2016年Fairview M_W5.1地震,主震起始深度约7 km,质心深度约8 km,5个较大的前震则深度分布在5~9 km.根据上述测定结果,推测2013年11月前郭M_S5.8地震序列可能与震源附近的注水活动有关,而2016年Fairview M_W5.1地震则可能由较远处注水活动触发.     

2014年秭归M_S4.5和M_S4.9地震震源与发震构造特征

2014年3月27日和30日湖北秭归县发生了三峡水库蓄水以来该地区最大的2次地震,文中通过多种方法分析了2次地震的震源与发震构造特征。采用Kiwi方法反演2次地震的矩张量解,该方法中使用了湖北和重庆测震台网14个宽频带波形记录和6层地壳速度结构模型,反演结果显示,2次地震观测谱和波形与理论谱和波形拟合得比较好,非拟合误差数0.57,表明反演结果是可靠的。2次地震均为走滑兼少量逆冲错动,但前一地震为左旋走滑,后一地震为右旋走滑,矩张量解中DC成分偏少而ISO成分多可能是库水对地下介质物性影响的反映。同时也使用三峡台网15个子台记录的波形资料,采用双差定位法重新精定位了从3月27日至4月27日时段内超过500次地震序列事件,结果显示余震序列分布方向为NNW向和NE向,但主要集中在NE向,并分别沿NNW和NE向作了深度剖面,剖面显示震源深度为4.5~10.0km,余震在深部呈现2个较明显的断面,与震源机制解NE向节面产状一致。野外现场宏观烈度调查指出,Ⅴ度极震区等震线为一椭圆,长轴NWW向,短轴NE向,结合野外现场考察结果和震源区地质构造背景,综合推断仙女山断裂北端的NE向破裂面为2次地震的发震断面,余震序列的NE和NNW向分布、剖面上发震层的形态和深度特征表明,这次地震活动受到了仙女山断裂和九畹溪断裂活动的控制与影响。     

云南通海及其周边地区地震烈度衰减关系研究

选用云南通海及其周边地区的地震烈度资料,研究了该区地震震源深度对烈度衰减的影响;通过在烈度衰减模型中加入震源深度参数,计算了通海及其周边地区的地震烈度衰减关系。同时,研究了1970年通海7.8级地震的等震线图,给出等震线长、短轴数据的处理方法。     

2018年新疆伽师MS5.5地震的发震构造初探

运用CAP方法反演2018年9月4日新疆伽师M_S5.5地震及M_S≥3.0余震的震源机制解,计算得出伽师M_S5.5地震的震源机制解为:节面Ⅰ:走向48°,倾角83°,滑动角3°;节面Ⅱ:走向318°,倾角87°,滑动角173°;主压应力P轴方位角为3°,倾角为3°,主张应力T轴方位角273°,倾角为7°;矩震级为MW5.3。使用双差定位法对主震及余震共计129个M_S≥1.5地震进行重新定位,并对震源机制解和重定位结果进行综合分析,发现此次重定位地震结果与CAP方法反演结果的展布方向一致,地震集中分布在NEE向,因此认为节面I是此次地震的主破裂面;重定位后NS、EW和UD方向的平均相对误差分别为0.25、0.23及0.09 km,平均走时残差为0.026 s,震源深度集中分布在5~15 km。此次地震及其余震附近地表无明显的断层出露,所以初步判定2018年新疆伽师M_S5.5地震可能受控于柯坪断裂带附近的隐伏断裂。     

2010年4月玉树M_S7.3地震序列的断层结构

利用双差定位方法对玉树地震序列2010年4月14日至10月31日间发生的ML≥1.0地震进行双差定位,得到1545个地震的重定位结果.综合分析地震双差定位结果和玉树地震序列中强地震震源机制解,发现玉树MS7.3地震发震构造由北西向和北东东向两条相交断层组成,主震发生在北西走向的甘孜—玉树断裂带上,5月29日的MS5.9余震序列发生在北东东走向的一条隐伏断裂上,两条断裂均接近直立.甘孜—玉树断裂是羌塘地块和巴彦喀拉地块的构造边界,由于羌塘地块和巴颜喀拉地块的差异运动使甘孜—玉树断裂强耦合段应力高度积累,在应变能超过岩石强度时破裂失稳发生了MS7.3地震.主震断层的左旋滑动导致北东东向断层的正应力减小,库伦应力增加,45天后触发了MS5.9余震序列的活动.